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손목 피부 온도에 의한 맥센서 어레이(array)의 신호 변동 및 보정
전민호 ( Min-ho Jun ),전영주 ( Young Ju Jeon ),김영민 ( Young-min Kim ) 한국센서학회 2017 센서학회지 Vol.26 No.2
A pressure sensor in pulse measurement system is a core component for precisely measuring the pulse waveform of radial artery. A pulse sensor signal that measures the pulse wave in contact with the skin is affected by the temperature difference between the ambient temperature and skin surface. In this study, we found experimentally that the signal changes of the pressure sensors and a temperature sensor were caused by the temperature of the wrist surface while the pressure sensor was contacted on the skin surface for measuring pulse wave. To observe the signal change of the pulse sensor caused by temperature increase on sensor surface, Peltier device that can be kept at a set temperature was used. As the temperature of Peltier device was kept at 35°C (the maximum wrist temperature), the device was put on the pulse sensor surface. The temperature and pressure signals were obtained simultaneously from a temperature sensor and six pressure sensors embedded in the pulse sensor. As a result of signal analysis, the sensor pressure was decreased during temperature increase of pulse sensor surface. In addition, the signal difference ratio of pressure and temperature sensors with respect to thickness of cover layer in pulse sensor was increased exponentially. Therefore, the signal of pressure sensor was modified by the compensation equation derived by the temperature sensor signal. We suggested that the thickness of cover layer in pulse sensor should be designed considering the skin surface temperature.
맥파 시뮬레이터 개발을 위한 요골동맥 위 인공 피부의 재질에 따른 맥파의 특성 분석
전민호(Min-Ho Jun),이수경(Su Kyung Lee),이주연(Ju-Yeon Lee),김영민(Young-Min Kim) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
맥진을 기계적으로 측정하려는 맥파 측정장치들이 연구되고 있고 개발되어 시장에서 판매되고 있지만, 이를 평가할 수 있는 장치가 전무한 상황이다. 그래서 맥파 측정 장치를 평가할 수 있는 맥파 시뮬레이터에 대한 연구들이 수행되고 맥파 생성 장치와 인체모사 혈관 등에 대한 연구들이 진행되었지만, 센서에 접촉하는 피부에 대한 연구는 거의 없었다. 인공피부의 맥파 전달 특성을 정량화하여 맥파 시뮬레이터 개발에 기여하고자 실험을 진행하였다. 인공피부는 점성과 탄성의 차이로 인한 맥파 전달 특성을 파악하기 위해 두 층으로 나누어 세 종류를 제작하였고, 맥파 측정장치를 사용하여 동일한 측정 환경에서 인공피부만 변경하면서 맥파를 측정하였다. 측정된 맥파는 데이터 전처리를 거쳐 최대 맥파 크기와 반치전폭값들을 찾아냈고, 최대 맥파에 도달하기 위한 가압 크기도 측정하여 비교하였다. 실험 결과 인공피부 L과 M 은 입력 파형 대비 측정 파형의 비와 반치전폭의 크기가 2% 이내의 차이를 보였지만, 인공피부 H 는 두 측정치에서 다 10% 정도의 차이를 보였다. 또한 최대 맥파에 도달하기 위한 가압의 크기에서도 M 은 3.4% 정도 더 큰 힘이 필요하였고, H는 6.1% 정도 더 큰 힘이 필요함을 알 수 있었다. 향후 실험 결과를 바탕으로 세분화된 인공피부 제작과 점탄성 정밀 측정 및 분석을 통해 맥파 측정에 적합한 인공피부를 개발하고 인공피부를 적용한 맥파 시뮬레이터 개발을 진행하고자 한다.
APOE ε4/ε4 형질 유전자의 경도인지장애 위험도 예측을 위한 생체임피던스 회귀분석
전민호(Min-Ho Jun) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
고령화 사회로의 진입, 의료기술의 발달로 인해 유전자 분석을 통해 나의 질병 위험도를 확인하거나 예방하기 위한 시도들이 많아지고 있다. 하지만 치매 발병률이 매우 높은 APOE ε4/ε4 형질 유전자의 경우 85세까지 약 90% 가까운 사람들이 치매 혹은 경도인지장애에 걸리지만 진행상황을 알지 못해 내내 두려움에 떨고 있어야 한다. APOE ε4/ε4 형질 유전자를 가진 사람들이 전체 인구의 큰 비중을 차지하고 있지는 않지만, 그 위험도를 보고 불안감을 가지고 살아가기보다는 진행 상황을 확인하고 이환율을 늦추거나 적극적인 대응을 할 수 있도록 하는 기술이 필요하다고 생각하여 본 기술에 관한 연구를 진행하였다. 본 연구는 60세이상 고령자 1067명의 유전자 정보와 MRI, PET, SNSB II, CSF 검사 등과 생체임피던스 검사를 통해 정상군과 경도인지장애 환자를 구분하고 유전자에 따른 생체임피던스 정보를 토대로 인지기능저하의 진행상황을 예측하는 모델을 개발하였다. APOE ε4/ε4 형질 유전자의 경우 전체 피험자의 약 3%에 해당하는 32명의 데이터에서 AD를 제외한 31명의 데이터로 위험도 예측 모델을 개발하였다. 생체임피던스의 양팔 임피던스 값들이 위험도 예측 모델에 주로 사용되었고, AUC 값과 예측 정확도가 비교적 높게 나타났다. 본 연구에 사용된 데이터 수가 적에 향후 더 많은 데이터를 수집하여 모델의 정확도를 향상시키는 고도화 작업을 진행할 예정이다. 이 연구는 유전자 검사를 통해 치매/경도인지장애 발병 위험도가 높은 APOE ε4/ε4 형질 유전자 보유자들의 관리 및 질환 조기 예측에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
맥 센서 어레이(array)의 실리콘(silicone) 코팅 두께에 따른 센서 간 간섭효과
전민호 ( Min Ho Jun ),전영주 ( Young Ju Jeon ),김영민 ( Young Min Kim ) 한국센서학회 2016 센서학회지 Vol.25 No.1
Pulse diagnosis is one of the representative diagnostic methods in Oriental medicine. In this study, a pulse pressure sensor array coated with silicone, which includes 6 piezo-resistive sensors and 1 thermistor, is fabricated for pulse measurement. It is necessary to coat the pulse sensor array with silicone to avoid the fracture or damage of pressure sensors when the sensor is in contact with the skin and a constant pressure is applied. However, the silicone coating on the pulse sensor array can cause signal interference among the sensors in the pulse sensor array. The interference number (IN), a calculation for expressing the degree of interference among channels, is changed according to the silicone thickness on the pulse sensor array. The IN is increased by a thick silicone coating, but the fabrication error, an important index for the mass production of the sensor array, is reduced by the thickness of the silicone coating. We propose that the thickness of the silicone on the pulse sensor array is an important consideration for the performance of the fabricated sensor and manufacturing repeatability.